四川省平昌县白衣滑坡成因机制及稳定性分析

陈东升　张肖　程强　古德章　梁昌健

摘要：2021年9月4—6日巴中市发生特大暴雨，四川省平昌县黄滩村岩土体滑移失稳形成白衣滑坡，该滑坡严重危害当地人们的生命财产安全。基于钻孔岩芯分析、现场勘查及现场位移监测，对白衣滑坡的工程地质环境条件和发育特征进行详细刻画，对滑坡的成因机制及稳定性进行分析，并提出对应处治设计。结果表明，白衣滑坡明显受强降雨控制，巴河河水水位频繁变动和顺层结构的砂泥岩不利组合也是触发白衣滑坡滑动的主要因素。白衣滑坡中前部和中后部滑动方向和形成机制有所差异，为中前部牵引式和中后部顺层推移式深层巨型复合型滑坡。现今滑坡处于蠕滑变形状态，处治设计以削坡减载、抗滑桩支挡设置为主。

关键词：白衣滑坡 红层 成因机制 稳定性分析

Analysis of the Formation Mechanisms and Stability of the Baiyi landslide in Pingshan County， Sichuan Province

CHEN Dongsheng ZHANG Xiao CHENG Qiang GU Dezhang LIANG Changjian

（1.Sichuan Provincial Highway Planning， Survey， Design and Research Institute Co.， Ltd.， Chengdu， Sichuan Province，610041 China; 2.Southwest Institute of Nuclear Industry Survey and Design Co.， Ltd.， Chengdu， Sichuan Province 610042 China; 3.China Southwest Architectural Design and Research Institute Co.， Ltd.， Chengdu， Sichuan Province 610052 China）

Abstract：From September 4 to 6， 2021， an extraordinary rainstorm occurred in Bazhong City， causing the sliding and instability of the rock-soil body in Huangtan Village， Pingshan County， Sichuan Province and leading to the formation of the Baiyi landslide， which seriously endangered the safety of the lives and property of local residents. Based on drilling core analysis， field investigation and on-site displacement monitoring， this paper provides a detailed description of the engineering geological environment and development characteristics of the Baiyi landslide， analyzes its formulation mechanism and stability and proposes corresponding treatment designs. The results show that the Baiyi landslide was clearly controlled by strong rainfall， and that the frequent changes of the water level of the Ba River and the unfavorable combination of sandstone and mudstone in the bedding structure were also the main triggering factors for the Baiyi landslide. The sliding direction and formation mechanism of the middle-front and middle-rear parts of the Baiyi landslide were different， and it was a deep giant composite landslide with a traction type in the middle-front part and a bedding pushing type in the middle-rear part. At present， the landslide is in a state of creep-slip deformation， and the treatment design focuses on slope reduction and load reduction， as well as the installation of anti-slide pile support.

Key Words：Baiyi landslide; Red stratum; Formulation mechanism; Stability analysis

我國地形复杂，地震、降雨等自然因素多发，导致各种地质灾害频繁发生。滑坡是一种地质灾害，具有破坏性强、危害范围广、难以预测和防范等特点^[1]。据相关报告显示，我国滑坡分布范围广泛，涉及西南、西北、华南和西藏等地区，其中云南、四川、贵州等地滑坡灾害最为严重^[2]。滑坡灾害一旦发生，会对周边的交通、能源、水利等基础设施造成破坏，甚至导致人员伤亡。此外，滑坡灾害还会破坏土地资源、导致生态环境破坏，对当地经济和社会发展带来严重影响^[3]。因此，防治滑坡灾害是一项重要的任务，必须采取科学有效的防治措施，减少滑坡对社会和人们的危害。

2021年9月4—6日巴中发生特大暴雨灾害，平昌巴河水位上涨约20 m，四川省巴中市平昌县黄滩村（巴河左岸，北纬31.487606°，东经107.127118°）岩土体滑移失稳形成深层巨型滑坡-白衣滑坡。白衣滑坡致使江口至白衣古镇旅游公路中断，严重危害人们的生命财产安全。此外，经勘查分析，白衣滑坡中前部和中后部滑移方向有所差异，且具有不同的成因机制，为深层巨型复合型滑坡，但目前少有类似特征的红層滑坡案例报道。因此，本文拟对白衣滑坡的工程地质环境条件和发育特征进行详细刻画，在此基础上对滑坡的成因机制、稳定性进行分析，并提出对应处治设计。相关研究结果对于理解四川盆地及其他区域红层滑坡形成机制、防灾减灾处治设计有重要意义。

1白衣滑坡区地质环境条件

1.1 区域构造及岩性特征

白衣滑坡位于川中税家槽背斜南西翼，滑坡附近无大型断裂经过，褶皱轴线走向325°～20°。白衣滑坡区地貌为侵蚀低山地貌，斜坡自然坡度一般25°～35°，并呈台阶状宽台与陡崖交替的地形特征。宽缓平台一般被崩坡积层含碎石粉质粘土、碎石等覆盖，平台宽度30～120 m。陡坡、陡崖处多为侏罗系上统蓬莱镇组（J₃p）厚层砂泥岩互层出露，区域厚度874～1 211 m，上覆地层为中生界白垩系下统苍溪组，下部平行整合于侏罗系上统遂宁组地层，岩性属软～较软岩。滑坡区岩层产状为285°∠10°，岩体中主要发育有两组节理：J1：45°∠65°，J2：345°∠81°，岩层层面倾向与滑坡岸斜坡临空面方向小角度相交。

1.2 降雨特征

滑坡所在区域由于有秦岭、大巴山屏障，雨量丰富，年降雨量一般为1 000～1 200 mm，最高可达1 600 mm以上。通常冬、春季雨水少，夏秋雨多，尤其5—10月雨量集中，可占年降水量的80%左右。收集了平昌站（站号：57324）2021年每月降雨量气象资料，其中最大月9月降水量为373.3 mm（见图1）。

2白衣滑坡特征

2.1 白衣滑坡平面特征

白衣滑坡位于斜坡下部，前缘临近巴河河床，滑坡周界较清晰，滑坡体整体呈“梨”形，呈北东—南西向展布，滑坡后缘高程约342 m，前缘高程约270 m，前后缘高差约72 m，滑坡总体较为平缓，整体坡度约13°。滑坡长约350 m，前宽后窄，平均宽度约227 m，滑坡平面面积约6.129×10⁴ m²，结合11个钻孔数据，推测滑坡总方量大于1.50×10⁶ m³，为深层巨型滑坡。滑坡总体向西南方向滑移，滑动距离约7.55～12.72 m，滑动方向215°～235°（中后部受滑面及前缘临空面控制，方向发生微偏转）（见图2）。

滑坡后侧缘发育滑坡壁，滑坡壁高约5～7 m，为基岩陡坎，擦痕产状244°∠32°。滑坡后缘发育多条拉张裂缝，宽度3～10 cm不等，裂缝走向均在145°附近，与滑动方向垂直。滑坡中部地形呈台阶状，地形较紊乱，分布大量民房、旱地，现今民房均遭受破坏，树木倾倒。道路发生明显沉降变形，沉降量约4 m，地方道路可见发育大量拉裂缝，宽度5～25 cm不等，公路内侧桩板墙发生倾倒变形。滑坡前缘大量拉裂缝发育，宽度10～30 cm不等，并临近巴河河床，挤压河道。

2.2 白衣滑坡剖面特征

根据白衣滑坡11个地质钻孔信息（见图2），滑坡表层大面积含碎石粉质粘土分布，厚度在4.0～20.0 m变化，向滑坡前后两侧厚度逐渐减小，中部厚度最大，土体多呈灰色、浅黄色，部分为紫红色、灰红色等，以可塑状为主。滑体中部以中密碎石、块石组成，最大厚度16.7 m，岩性以粉砂质泥岩及砂岩组成，块碎石层厚度无规律。滑坡底部见大量粉粘粒组成的粉质粘土夹层或泥膜分布（见图3），该土层多为软～可塑状。在钻孔BYHP1-6、BYHP8发现了光滑面、擦痕、泥膜、粘粒富集带和黄泥附着裂隙面等现象。连接各钻孔剖面裂隙、光滑面、泥膜带及粘粒富集带获得白衣滑坡的滑面，自下往上依次为中密砂泥岩块碎石层和可塑状含碎石粉质粘土层；滑床为下伏稳定的砂岩（见图3）。

3 白衣滑坡成因分析

3.1 滑坡滑动与降雨的关系

根据平昌气象站降雨资料，自2021年9月4—6日的3天内累计降雨量为183.3 mm，特别是9月5日单日降雨量达到97.4 mm，属暴雨～大暴雨级别（见图4）。白衣滑坡正是在暴雨期产生大规模滑移变形，滑坡滑动与降雨呈明显的正相关关系，同时雨水侵入也加大了滑坡自重。因此，极端降雨是触发白衣滑坡滑动的主控因素。

3.2 滑坡滑动与河床水位的关系

白衣滑坡中前部早期为大型堆积体，岩土界面倾角平缓，处于稳定状态（见图3）。但堆积体前缘临近巴河河床，且位于水电站库区下游，距离水电站约3 km。巴河水位变化频繁（闭闸期间水位标高约270 m，泄洪期间水位标高约290 m，高差20 m），长期的水位频繁变动导致堆积体土体结构遭受破坏。河水消涨，位于岩土界面附近的地下水渗流，进一步泥化岩土界面上方的粗粒土，形成软弱夹层带。同时水电站开闸泄洪，洪水切割堆积体前缘。堆积体在前缘切割、土体结构变化及岩土界面抗剪强度逐渐降低等因素下产生了垂直河道方向的大规模牵引式滑移变形，滑动距离约12.72 m，滑动方向约215°。因此，巴河河水水位频繁变动是触发白衣滑坡滑动的主要因素。

3.3 滑坡滑动与不利的地质结构的关系

顺层结构边坡是最容易产生滑坡灾害的地质结构，层面往往成为边坡岩体失稳变形的边界面^[4]。白衣滑坡中后部钻孔岩芯显示块碎石岩性具有明显分层性，层内岩性单一，结构均匀，滑面倾角与下伏基岩倾角近一致（见图3）。滑坡后缘BYHP1号钻孔孔深27.0～27.8 m段見陡倾裂隙面，倾角80°，倾角张开，见黄泥充填；滑坡中部BYHP2号钻孔孔深19.4～20.4 m碎石节理面泥膜发育，见大量光滑面（见图3）。因此，分析认为受2021年6—9月巴中市多次大暴雨影响，地表水体沿陡倾裂隙下渗，在砂岩与粉砂质泥岩接触带形成富水带，软化薄层状粉砂质泥岩，降低了粉砂质泥岩与砂岩间的层面抗剪强度，形成潜在滑面。在后缘张裂隙中产生静水压力及沿滑面（软化带）分布的垂直向上的扬压力作用下^[5，6]，且中前部滑坡滑移形成前缘临空，滑坡中后部发生滑移变形，形成顺层推移式滑坡，滑动距离约7.55 m，滑动方向约为235°。因此，顺层结构的砂泥岩不利组合是触发白衣滑坡滑动的主要因素。

综上，白衣滑坡为受强降雨作用控制的中前部土体牵引式+中后部基岩顺层推移式深层巨型复合型滑坡。

4 白衣滑坡处治设计

为恢复江口至白衣古镇旅游公路交通运输，保障居民人身财产安全，根据滑坡的特征、成因机制及稳定性成果进行滑坡防灾减灾处治设计，处治设计以削坡减载、抗滑桩支挡设置为主，并恢复排水系统，滑坡前缘设护岸挡墙，受巴河冲刷段边坡坡表设铅丝石笼护坡（见图5）。具体治理措施如下。

（1）削坡减载：滑坡体后部清方减载，挖方到设计边界后按1∶2坡率放坡，每级坡高8 m，中间设4 m宽平台。

（2）抗滑桩支挡：根据典型剖面（见图5）进行滑坡推力计算，安全系数为1.10，计算得支挡位置剩余下滑力为924 kN/m，设直径2.5 m圆桩进行支挡，桩长20 m，桩心距5 m。

（3）排水系统：清方后在滑坡后缘设置截水沟。

（4）护岸挡墙：滑坡前缘剪出口位置设护岸挡墙，挡墙高6 m，顺河向布置，受冲刷坡体上设铅丝石笼护坡。

5 结论与分析

1. 白衣滑坡中前部和中后部滑动方向和形成机制有所差异，为中前部土体牵引式和中后部基岩顺层推移式深层巨型复合型滑坡。白衣滑坡中前部土体受巴河水位频繁升降影响，滑坡体结构遭到破坏，在暴雨诱发下形成牵引式滑动；中后部在暴雨诱发下，由于后缘张裂隙产生的静水压力和沿滑移面分布的扬压力作用下，形成基岩顺层推移式滑动。
2. 极端降雨是触发白衣滑坡滑动的主控因素，巴河河水水位频繁变动及顺层结构的砂泥岩不利组合也是触发白衣滑坡滑动的主要因素。

（3）滑坡处治设计以削坡减载、抗滑桩支挡设置为主，并恢复排水系统，滑坡前缘设护岸挡墙，受巴河冲刷段边坡坡表设铅丝石笼护坡。

参考文献

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[4] 樊荣，程强，赵海松. 隧道洞口段开挖诱发顺层滑坡特征及机理分析[J]. 交通科技，2022（6）：96-99，105.

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[6] 陶盛宇. 四川宣汉县大园包滑坡复活机理及稳定性评价[D]. 成都：成都理工大学，2020.